JP2019154117A - Non-contact power receiving device and non-contact power feeding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触受電装置および非接触給電装置に関し、特に、非接触受電装置の状態を検出する技術に関する。 The present invention relates to a non-contact power receiving apparatus and a non-contact power feeding apparatus, and more particularly to a technique for detecting a state of the non-contact power receiving apparatus.
モータジェネレータの駆動力によって走行する電気自動車や、モータジェネレータおよびエンジンの駆動力によって走行するハイブリッド自動車が広く用いられている。このような電動車両には、モータジェネレータとの間で電力を授受する電力変換装置が設けられている。モータジェネレータにトルクを発生させて電動車両を力行させるときは、電力変換装置はモータジェネレータに電力を供給する。モータジェネレータが電動車両に対して回生制動をするときは、電力変換装置はモータジェネレータが発電した回生電力を回収する。 Electric vehicles that run with the driving force of a motor generator and hybrid vehicles that run with the driving force of a motor generator and an engine are widely used. Such an electric vehicle is provided with a power conversion device that exchanges electric power with a motor generator. When causing the motor generator to generate torque and causing the electric vehicle to power, the power converter supplies power to the motor generator. When the motor generator performs regenerative braking on the electric vehicle, the power converter collects the regenerative power generated by the motor generator.
一般に、電力変換装置は複数のスイッチング素子を有している。電動車両が備える制御ユニットは、走行状態に応じて各スイッチング素子のオンオフ制御を行うことで電力変換装置を制御し、モータジェネレータにトルクを発生させ、あるいは、モータジェネレータに回生制動をさせる。 Generally, a power converter has a plurality of switching elements. A control unit included in the electric vehicle controls the power conversion device by performing on / off control of each switching element in accordance with the running state, and generates torque in the motor generator or regenerative braking in the motor generator.
以下の特許文献１には、電動車両に搭載されるパワーカードが記載されている。パワーカードには電力変換装置を構成するスイッチング素子が封入され、パワーカードは冷却部材に取り付けられている。パワーカードからは、周辺の装置に接続される複数の端子が引き出されている。 The following Patent Document 1 describes a power card mounted on an electric vehicle. The power card encloses a switching element constituting the power converter, and the power card is attached to the cooling member. A plurality of terminals connected to peripheral devices are drawn out from the power card.
一般に、車両搭載用の電力変換装置には多数のスイッチング素子が用いられる。スイッチング素子に接続される配線には、電力供給用のものだけでなく、スイッチング素子に流れる電流やスイッチング素子の温度等、スイッチング素子の状態を電力変換装置が検出するためのものがある。そのため、電力変換装置に至る配線の構造は複雑である。 In general, a large number of switching elements are used in a vehicle-mounted power conversion device. The wiring connected to the switching element includes not only a power supply line but also a power converter for detecting a state of the switching element such as a current flowing through the switching element and a temperature of the switching element. Therefore, the structure of the wiring leading to the power conversion device is complicated.
本発明は、電力変換装置に用いられる電気回路の配線構造を単純化することを目的とする。 An object of this invention is to simplify the wiring structure of the electric circuit used for a power converter device.
本発明は、電力供給ユニットから非接触給電によって電力を取得する受電コイルと、 前記受電コイルで取得された電力が供給される電気回路と、前記受電コイルと前記電気回路との間の電力伝送経路に設けられ、回路特性が可変である可変特性回路と、前記電気回路についての回路状態を判定する回路状態判定部と、前記回路状態判定部によって判定された回路状態に応じて前記回路特性を設定する制御部と、を備えることを特徴とする。 The present invention relates to a power receiving coil that acquires power from a power supply unit by contactless power feeding, an electric circuit to which power acquired by the power receiving coil is supplied, and a power transmission path between the power receiving coil and the electric circuit A variable characteristic circuit having variable circuit characteristics, a circuit state determination unit for determining a circuit state of the electrical circuit, and setting the circuit characteristic according to the circuit state determined by the circuit state determination unit And a control unit.
望ましくは、前記回路状態判定部は、前記電気回路に含まれる電子部品に異常があるか否かを判定すると共に、異常の種類を特定し、前記制御部は、異常の種類に応じて予め定められた特性に前記回路特性を設定する。 Preferably, the circuit state determination unit determines whether or not an electronic component included in the electric circuit has an abnormality, specifies an abnormality type, and the control unit determines in advance according to the abnormality type. The circuit characteristic is set to the specified characteristic.
望ましくは、前記可変特性回路は、複数の回路素子と、各前記回路素子の接続状態を変更するスイッチ回路と、を備える。 Preferably, the variable characteristic circuit includes a plurality of circuit elements and a switch circuit that changes a connection state of the circuit elements.
本発明は、非接触給電によって受電装置に電力を供給する送電コイルと、前記送電コイルの電気的状態を検出する電気的状態検出部と、前記電気的状態に応じて、前記受電装置の状態を認識する認識部と、を備えることを特徴とする。 The present invention provides a power transmission coil that supplies power to a power receiving device by non-contact power feeding, an electrical state detection unit that detects an electrical state of the power transmission coil, and a state of the power receiving device according to the electrical state. And a recognition unit for recognizing.
望ましくは、前記受電装置は複数の電子部品を含み、前記認識部は、前記電気的状態に応じて、複数の前記電子部品のうち異常があるものを特定する特定部を含む。 Preferably, the power receiving device includes a plurality of electronic components, and the recognition unit includes a specifying unit that identifies an abnormality among the plurality of electronic components according to the electrical state.
望ましくは、前記特定部は、前記電気的状態に応じて、複数の前記電子部品のうち異常があるものを特定すると共に、前記電気的状態に応じて、異常の種類を特定する。 Preferably, the specifying unit specifies an abnormality among the plurality of electronic components according to the electrical state, and specifies a type of abnormality according to the electrical state.
望ましくは、前記認識部は、前記電気的状態に応じて、前記受電装置に含まれる電子部品が異常であることを認識すると共に、前記電気的状態に応じて異常の種類を特定する特定部を含む。 Preferably, the recognizing unit recognizes that an electronic component included in the power receiving device is abnormal according to the electrical state, and a specifying unit that identifies a type of abnormality according to the electrical state. Including.
望ましくは、前記電気的状態は、前記送電コイルに流れる電流または前記送電コイルの端子間電圧である。 Preferably, the electrical state is a current flowing through the power transmission coil or a voltage between terminals of the power transmission coil.
本発明によれば、電力変換装置に用いられる電気回路の配線構造を単純化することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the wiring structure of the electric circuit used for a power converter device can be simplified.
（１）スイッチングアーム駆動システム
図１には、本発明の実施形態に係るスイッチングアーム駆動システムが示されている。スイッチングアーム駆動システムは、制御ユニット１０、電力供給ユニット１２、スイッチング素子ドライバ１４Ａおよび１４Ｂを備えている。スイッチングアーム駆動システムは、２つのスイッチング素子１６Ａおよび１６Ｂのそれぞれをオンからオフに、またはオフからオンに制御する。各スイッチング素子（１６Ａ，１６Ｂ）は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。一般に、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に用いられる電力変換装置には、２つのスイッチング素子が直列接続されたスイッチングアーム（ハーフブリッジ）が用いられている。スイッチング素子がＩＧＢＴである場合、２つのＩＧＢＴのうちの一方のエミッタが他方のＩＧＢＴのコレクタに接続されることでスイッチングアームが構成される。
(1) Switching arm drive system FIG. 1 shows a switching arm drive system according to an embodiment of the present invention. The switching arm drive system includes a control unit 10, a power supply unit 12, and switching element drivers 14A and 14B. The switching arm drive system controls each of the two switching elements 16A and 16B from on to off or from off to on. Each switching element (16A, 16B) is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Generally, a power conversion device used for an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle uses a switching arm (half bridge) in which two switching elements are connected in series. When the switching element is an IGBT, a switching arm is configured by connecting one emitter of two IGBTs to the collector of the other IGBT.
なお、以下の説明においては、スイッチング素子ドライバ１４Ａおよび１４Ｂについては、「１４」の符号によってスイッチング素子ドライバ１４Ａおよび１４Ｂの両者を示すものとし、スイッチング素子１６Ａおよび１６Ｂについても、「１６」の符号によってスイッチング素子１６Ａおよび１６Ｂの両者を示すものとする。末尾に符号「Ａ」または「Ｂ」が付されたその他の構成要素についても同様である。 In the following description, the switching element drivers 14A and 14B are indicated by the reference numeral “14”, and both the switching element drivers 14A and 14B are indicated by the reference numeral “16”. Both switching elements 16A and 16B are shown. The same applies to other components having the suffix “A” or “B”.
スイッチングアーム駆動システムの動作について図１を参照して説明する。制御ユニット１０は、電力供給ユニット１２および各スイッチング素子ドライバ１４を制御する。電力供給ユニット１２は、制御ユニット１０による制御に従って各スイッチング素子ドライバ１４に電力を供給する。スイッチング素子ドライバ１４Ａは、制御ユニット１０による制御に従ってスイッチング素子１６Ａをオンオフ制御し、スイッチング素子ドライバ１４Ｂは、制御ユニット１０による制御に従ってスイッチング素子１６Ｂをオンオフ制御する。 The operation of the switching arm drive system will be described with reference to FIG. The control unit 10 controls the power supply unit 12 and each switching element driver 14. The power supply unit 12 supplies power to each switching element driver 14 according to control by the control unit 10. The switching element driver 14A performs on / off control of the switching element 16A according to control by the control unit 10, and the switching element driver 14B performs on / off control of the switching element 16B according to control by the control unit 10.
後述するように、電力供給ユニット１２は送電コイルを備えており、各スイッチング素子ドライバ１４は受電コイルを備えている。電力供給ユニット１２から各スイッチング素子ドライバ１４への電力伝送は、送電コイルおよび受電コイルによる非接触給電によって行われる。すなわち、送電コイルが構成する共振回路と、各スイッチング素子ドライバ１４において受電コイルが構成する共振回路との結合共振（共鳴）によって、電力供給ユニット１２から各スイッチング素子ドライバ１４に電力が供給される。また、送電コイルと、各スイッチング素子ドライバ１４における受電コイルとの電磁誘導結合によって、電力供給ユニット１２から各スイッチング素子ドライバ１４に電力が供給されてもよい。 As will be described later, the power supply unit 12 includes a power transmission coil, and each switching element driver 14 includes a power reception coil. Power transmission from the power supply unit 12 to each switching element driver 14 is performed by non-contact power feeding by a power transmission coil and a power reception coil. That is, power is supplied from the power supply unit 12 to each switching element driver 14 by coupling resonance (resonance) between the resonance circuit formed by the power transmission coil and the resonance circuit formed by the power receiving coil in each switching element driver 14. Further, power may be supplied from the power supply unit 12 to each switching element driver 14 by electromagnetic induction coupling between the power transmission coil and the power receiving coil in each switching element driver 14.
制御ユニット１０は、電力供給ユニット１２における送電コイルの電気的状態を検出し、その電気的状態に応じて各スイッチング素子１６の状態を認識する。送電コイルの電気的状態には、例えば、送電コイルの端子間電圧、送電コイルに流れる電流、送電コイルの端子間のインピーダンス等がある。 The control unit 10 detects the electrical state of the power transmission coil in the power supply unit 12 and recognizes the state of each switching element 16 according to the electrical state. Examples of the electrical state of the power transmission coil include a voltage between terminals of the power transmission coil, a current flowing through the power transmission coil, and an impedance between terminals of the power transmission coil.
（２）基本駆動システム
図２には、スイッチングアーム駆動システムを構成する基本駆動システムが示されている。基本駆動システムは、スイッチングアーム駆動システムのうち、１つのスイッチング素子１６に関する部分に相当する。図１に示された構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。基本駆動システムは、制御ユニット１０、電力供給ユニット１２、およびスイッチング素子ドライバ１４を備えている。電力供給ユニット１２は、電力供給回路１８、送電コイル２０、送電側電流センサ２２、信号線２３および送電側結合導体２４を備えている。スイッチング素子ドライバ１４は、受電コイル２６、受電コンデンサ２８、整流回路３２、抵抗アレイ３４、駆動回路３６、スイッチング素子電流センサ３８、温度センサ４０、受電側結合導体３０および信号線３１を備えている。
(2) Basic Drive System FIG. 2 shows a basic drive system constituting the switching arm drive system. The basic drive system corresponds to a part related to one switching element 16 in the switching arm drive system. The same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The basic drive system includes a control unit 10, a power supply unit 12, and a switching element driver 14. The power supply unit 12 includes a power supply circuit 18, a power transmission coil 20, a power transmission side current sensor 22, a signal line 23, and a power transmission side coupling conductor 24. The switching element driver 14 includes a power receiving coil 26, a power receiving capacitor 28, a rectifier circuit 32, a resistor array 34, a drive circuit 36, a switching element current sensor 38, a temperature sensor 40, a power receiving side coupling conductor 30, and a signal line 31.
送電コイル２０は、電力供給回路１８に含まれるコンデンサと共に送電側の共振回路を構成する。受電コイル２６および受電コンデンサ２８は直列に接続され、受電側の共振回路を構成する。受電側の共振回路は、整流回路３２の一対の入力端子に接続されている。整流回路３２の一対の出力端子は、抵抗アレイ３４の一対の入力端子に接続され、抵抗アレイ３４の一対の出力端子は、駆動回路３６に接続されている。 The power transmission coil 20 forms a power transmission side resonance circuit together with a capacitor included in the power supply circuit 18. The power receiving coil 26 and the power receiving capacitor 28 are connected in series to constitute a power receiving resonance circuit. The power receiving side resonance circuit is connected to a pair of input terminals of the rectifier circuit 32. A pair of output terminals of the rectifier circuit 32 are connected to a pair of input terminals of the resistor array 34, and a pair of output terminals of the resistor array 34 are connected to the drive circuit 36.
送電コイル２０および受電コイル２６は磁気的に結合し、送電側の共振回路および受電側の共振回路は、電力供給回路１８から出力された電力を結合共振によって整流回路３２に伝送する。整流回路３２は、受電側の共振回路から伝送された交流電力を整流して直流電力に変換し、抵抗アレイ３４に出力する。 The power transmission coil 20 and the power reception coil 26 are magnetically coupled, and the power transmission side resonance circuit and the power reception side resonance circuit transmit the power output from the power supply circuit 18 to the rectifier circuit 32 by coupled resonance. The rectifier circuit 32 rectifies AC power transmitted from the power-reception-side resonance circuit, converts it into DC power, and outputs the DC power to the resistor array 34.
抵抗アレイ３４は、正極線２９Ｐ、負極線２９Ｎ、第１抵抗器Ｒ１、第２抵抗器Ｒ２、第３抵抗器Ｒ３、第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３、一対の入力端子および一対の出力端子を備えている。一対の入力端子のうちの上側の入力端子（正極入力端子３５Ｐ）は、一対の出力端子のうちの上側の出力端子（正極出力端子３７Ｐ）に正極線２９Ｐによって接続され、一対の入力端子のうちの下側の入力端子（負極入力端子３５Ｎ）は、一対の出力端子のうちの下側の出力端子（負極出力端子３７Ｎ）に負極線２９Ｎによって接続されている。 The resistor array 34 includes a positive line 29P, a negative line 29N, a first resistor R 1 , a second resistor R 2 , a third resistor R 3 , a first switch S 1 , a second switch S 2 , and a third switch S. 3. A pair of input terminals and a pair of output terminals are provided. The upper input terminal (positive input terminal 35P) of the pair of input terminals is connected to the upper output terminal (positive output terminal 37P) of the pair of output terminals by the positive line 29P. The lower input terminal (negative input terminal 35N) is connected to the lower output terminal (negative output terminal 37N) of the pair of output terminals by a negative line 29N.
第１抵抗器Ｒ１、第２抵抗器Ｒ２および第３抵抗器Ｒ３は、それぞれ、第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２および第３スイッチＳ３に直列に接続されている。抵抗器およびスイッチが直列接続された各直列接続ブロックは、正極線２９Ｐおよび負極線２９Ｎとの間に接続されている。 The first resistor R 1 , the second resistor R 2 and the third resistor R 3 are connected in series to the first switch S 1 , the second switch S 2 and the third switch S 3 , respectively. Each series connection block in which the resistor and the switch are connected in series is connected between the positive electrode line 29P and the negative electrode line 29N.
抵抗アレイ３４の正極出力端子３７Ｐおよび負極出力端子３７Ｎには駆動回路３６が接続されている。後述するように、各スイッチは、スイッチング素子１６の状態に応じて、駆動回路３６によってオフからオンに制御され、またはオンからオフに制御される。第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、および第３スイッチＳ３のうち少なくとも１つがオンになっている場合、抵抗アレイ３４は、正極入力端子３５Ｐから流入する電流の一部を負極入力端子３５Ｎから整流回路３２に流し、駆動回路３６をバイパスさせる。抵抗アレイ３４は、残りの一部の電流を駆動回路３６に流し、駆動回路３６から負極出力端子３７Ｎに流入した電流を整流回路３２に流す。第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、および第３スイッチＳ３の総てがオフになっている場合、抵抗アレイ３４は、正極入力端子３５Ｐから流入する電流を駆動回路３６に流し、駆動回路３６から負極出力端子３７Ｎに流入した電流を整流回路３２に流す。このような動作によって、抵抗アレイ３４は、整流回路３２から出力された電力に基づき、自らが備える各スイッチの状態に応じた電力を駆動回路３６に出力する。 A drive circuit 36 is connected to the positive output terminal 37P and the negative output terminal 37N of the resistor array 34. As will be described later, each switch is controlled from off to on by the drive circuit 36 or from on to off depending on the state of the switching element 16. When at least one of the first switch S 1 , the second switch S 2 , and the third switch S 3 is on, the resistor array 34 receives a part of the current flowing from the positive input terminal 35P as the negative input terminal. The drive circuit 36 is bypassed by flowing from 35N to the rectifier circuit 32. The resistor array 34 causes the remaining part of the current to flow to the drive circuit 36 and causes the current flowing from the drive circuit 36 to the negative output terminal 37N to flow to the rectifier circuit 32. When all of the first switch S 1 , the second switch S 2 , and the third switch S 3 are turned off, the resistor array 34 causes the current flowing from the positive input terminal 35P to flow through the drive circuit 36 and is driven. The current flowing from the circuit 36 to the negative output terminal 37N is passed through the rectifier circuit 32. By such an operation, the resistor array 34 outputs power corresponding to the state of each switch provided to the drive circuit 36 based on the power output from the rectifier circuit 32.
制御ユニット１０からは、信号線２３が引き出されており、その信号線２３の先端には送電側結合導体２４が接続されている。送電側結合導体２４の近傍には、受電側結合導体３０が配置されている。受電側結合導体３０からは信号線３１が引き出されており、駆動回路３６に至っている。送電側結合導体２４と受電側結合導体３０は、電気的または磁気的に結合し、信号線２３、送電側結合導体２４、受電側結合導体３０および信号線３１によって、制御ユニット１０と駆動回路３６との間で制御信号を伝送するための信号伝送経路３３が形成される。 A signal line 23 is drawn out from the control unit 10, and a power transmission side coupling conductor 24 is connected to the tip of the signal line 23. A power receiving side coupling conductor 30 is disposed in the vicinity of the power transmission side coupling conductor 24. A signal line 31 is drawn from the power receiving side coupling conductor 30 and reaches the drive circuit 36. The power transmission side coupling conductor 24 and the power reception side coupling conductor 30 are electrically or magnetically coupled, and the control unit 10 and the drive circuit 36 are connected by the signal line 23, the power transmission side coupling conductor 24, the power reception side coupling conductor 30 and the signal line 31. A signal transmission path 33 for transmitting a control signal between the two is formed.
駆動回路３６は、電力供給回路１８から、送電側の共振回路、受電側の共振回路、整流回路３２、および抵抗アレイ３４を介して供給された電力に基づいて、制御ユニット１０の制御に従ってスイッチング素子１６をオンオフ制御する。 The drive circuit 36 is a switching element according to the control of the control unit 10 based on the power supplied from the power supply circuit 18 via the power transmission side resonance circuit, the power reception side resonance circuit, the rectification circuit 32, and the resistor array 34. 16 is turned on and off.
送電側結合導体２４および受電側結合導体３０は機械的に結合されておらず、送電コイル２０および受電コイル２６もまた機械的に結合していない。そのため、制御ユニット１０および電力供給ユニット１２を送電側基板に実装し、スイッチング素子ドライバ１４およびスイッチング素子１６を受電側基板に実装した場合には、これらの基板の間を配線によって接続しなくてもよい。この場合送電側基板および受電側基板は着脱自在としてもよい。 The power transmission side coupling conductor 24 and the power reception side coupling conductor 30 are not mechanically coupled, and the power transmission coil 20 and the power reception coil 26 are also not mechanically coupled. Therefore, when the control unit 10 and the power supply unit 12 are mounted on the power transmission side board, and the switching element driver 14 and the switching element 16 are mounted on the power reception side board, these boards need not be connected by wiring. Good. In this case, the power transmission side substrate and the power reception side substrate may be detachable.
スイッチング素子電流センサ３８は、スイッチング素子１６に流れる電流を検出し、検出された電流の値を示す情報（その電流に応じた物理量）を駆動回路３６に出力する。温度センサ４０は、スイッチング素子１６の温度を検出し、スイッチング素子１６の温度の値を示す情報（その温度に応じた物理量）を駆動回路３６に出力する。 The switching element current sensor 38 detects a current flowing through the switching element 16 and outputs information indicating a value of the detected current (physical quantity corresponding to the current) to the drive circuit 36. The temperature sensor 40 detects the temperature of the switching element 16 and outputs information indicating the value of the temperature of the switching element 16 (physical quantity corresponding to the temperature) to the drive circuit 36.
駆動回路３６は、スイッチング素子電流センサ３８および温度センサ４０から与えられた情報に基づいてスイッチング素子１６の状態を判定する。本実施形態におけるスイッチング素子１６の状態には、温度急上昇、温度異常、過電流、素子故障および定常状態がある。温度急上昇は、所定時間当たりの温度上昇が所定の閾値を超えた状態である。温度異常は、温度が所定の範囲内にない状態である。過電流は、電流値が所定の閾値を超えた状態である。素子故障は、電流値が所定値に満たない状態等、電流経路が遮断されている状態（オープン故障の状態）である。素子故障は、所定の複数箇所が短絡している状態（ショート故障の状態）として定義されてもよい。この場合、スイッチング素子電流センサ３８の代わりに、スイッチング素子１６における複数箇所間の電圧を検出する電圧センサが用いられてもよい。定常状態は、温度急上昇、温度異常、過電流および素子故障のいずれでもない状態である。 The drive circuit 36 determines the state of the switching element 16 based on information given from the switching element current sensor 38 and the temperature sensor 40. The state of the switching element 16 in the present embodiment includes a rapid temperature rise, a temperature abnormality, an overcurrent, an element failure, and a steady state. The rapid temperature rise is a state in which the temperature rise per predetermined time exceeds a predetermined threshold. The temperature abnormality is a state where the temperature is not within a predetermined range. Overcurrent is a state in which the current value exceeds a predetermined threshold value. An element failure is a state where the current path is interrupted (open failure state), such as a state where the current value is less than a predetermined value. An element failure may be defined as a state where a plurality of predetermined points are short-circuited (a state of a short failure). In this case, instead of the switching element current sensor 38, a voltage sensor that detects a voltage between a plurality of locations in the switching element 16 may be used. The steady state is a state that is not any of rapid temperature rise, temperature abnormality, overcurrent, and element failure.
駆動回路３６は、スイッチング素子１６の各状態に対して、第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、および第３スイッチＳ３のそれぞれの状態を対応付けたスイッチ制御テーブルを記憶している。スイッチ制御テーブルは、例えば、定常状態に対して、第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２および第３スイッチＳ３をオフにすべき旨のスイッチ情報が対応付けられた情報であってもよい。温度急上昇に対して、第１スイッチＳ１をオンにし、第２スイッチＳ２および第３スイッチＳ３をオフにすべき旨のスイッチ情報が対応付けられた情報であってもよい。温度異常に対して、第２スイッチＳ２をオンにし、第１スイッチＳ１および第３スイッチＳ３をオフにすべき旨のスイッチ情報が対応付けられた情報であってもよい。過電流に対して、第３スイッチＳ３をオンにし、第１スイッチＳ１および第２スイッチＳ２をオフにすべき旨のスイッチ情報が対応付けられた情報であってもよい。素子故障に対して、第１スイッチＳ１および第３スイッチＳ３をオンにし、第２スイッチＳ２をオフにすべき旨のスイッチ情報が対応付けられたものであってもよい。 The drive circuit 36 stores a switch control table in which the states of the first switch S 1 , the second switch S 2 , and the third switch S 3 are associated with each state of the switching element 16. For example, the switch control table may be information in which switch information indicating that the first switch S 1 , the second switch S 2, and the third switch S 3 should be turned off is associated with the steady state. . With temperature spikes, first turns on the switch S 1, the second switch S 2 and the third switch S 3 may be information switch information to the effect that is associated off. To temperature anomaly, the second switch S 2 is turned on, the first switch S 1 and the third switch S 3 may be information switch information to the effect that is associated off. Against overcurrent, the third switch S 3 is turned on, the first switch S 1 and the second switch S 2 may be information switch information to the effect that is associated off. The element fault, the first switch S 1 and the third switch S 3 is turned on, or may be a switch information to the effect that the second off the switch S 2 is associated.
スイッチ制御テーブルがこのような情報を有するものである場合、第１抵抗器Ｒ１の抵抗値ｒ１、第２抵抗器Ｒ２の抵抗値ｒ２、および第３抵抗器Ｒ３の抵抗値ｒ３の間には、ｒ１＞ｒ２＞ｒ３＞（１／ｒ１＋１／ｒ３）−１の関係が成立してもよい。例えば、ｒ１＝４・ｒ３、およびｒ２＝２・ｒ３の関係が成立してもよい。 When the switch control table is to have such information, the first resistor R 1 of the resistance value r1, the second resistor resistance value r2 of R 2, and a third resistor R 3 of the resistance value r 3 In the meantime , the relationship r 1 > r 2 > r 3 > (1 / r 1 + 1 / r 3 ) −1 may be established. For example, the relations r 1 = 4 · r 3 and r 2 = 2 · r 3 may be established.
駆動回路３６は、スイッチ制御テーブルを参照し、スイッチング素子１６の状態に対応付けられたスイッチ情報を取得する。そして、スイッチ情報に基づいて第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２および第３スイッチＳ３の状態を設定する。 The drive circuit 36 refers to the switch control table and acquires switch information associated with the state of the switching element 16. The first switch S 1 based on the switch information, sets the state of the second switch S 2 and the third switch S 3.
このような処理によれば、各スイッチはスイッチング素子１６の状態に応じてオンまたはオフに設定される。そして、各スイッチがオンであるかオフであるかに応じて、電力供給ユニット１２からスイッチング素子ドライバ１４に供給される電力は異なり、送電コイル２０の電気的状態も異なったものとなる。したがって、送電コイル２０の電気的状態は、スイッチング素子１６の状態に応じて異なったものとなる。 According to such processing, each switch is set to ON or OFF depending on the state of the switching element 16. Depending on whether each switch is on or off, the power supplied from the power supply unit 12 to the switching element driver 14 is different, and the electrical state of the power transmission coil 20 is also different. Therefore, the electrical state of the power transmission coil 20 differs depending on the state of the switching element 16.
そこで、基本駆動システムでは、以下に説明するように、送電コイル２０の電気的状態を表す物理量の１つである送電コイル電流値（送電コイル２０に流れる電流の値）に基づいて、制御ユニット１０がスイッチング素子１６の状態を認識する。 Therefore, in the basic drive system, as described below, the control unit 10 is based on the power transmission coil current value (the value of the current flowing through the power transmission coil 20), which is one of the physical quantities representing the electrical state of the power transmission coil 20. Recognizes the state of the switching element 16.
送電側電流センサ２２は送電コイル２０に流れる電流を検出し、送電コイル電流値を示す電流情報（送電コイル電流値に応じた物理量）を制御ユニット１０に出力する。制御ユニット１０は、温度急上昇、温度異常、過電流および素子故障のそれぞれの状態に対し、送電コイル電流値と基準値との差の絶対値（判定値）が取り得る範囲を対応付けた状態認識テーブルを記憶している。基準値は、例えば、定常状態における送電コイル電流値である。図３には、状態認識テーブルに含まれる情報が概念的に示されている。定常状態、温度急上昇、温度異常、過電流および素子故障の各状態に、それぞれ、判定値の取り得る範囲ｄ０〜ｄ４が対応付けられている。 The power transmission side current sensor 22 detects a current flowing through the power transmission coil 20 and outputs current information indicating a power transmission coil current value (a physical quantity corresponding to the power transmission coil current value) to the control unit 10. The control unit 10 recognizes the state in which the absolute value (determination value) of the difference between the power transmission coil current value and the reference value is associated with each state of rapid temperature rise, temperature abnormality, overcurrent, and element failure. Remember the table. The reference value is, for example, a power transmission coil current value in a steady state. FIG. 3 conceptually shows information included in the state recognition table. Ranges d0 to d4 that can be taken as determination values are associated with the respective states of steady state, rapid temperature rise, temperature abnormality, overcurrent, and element failure.
制御ユニット１０は、送電コイル電流値から基準値を減算して、その減算して得られた値の絶対値を判定値として求める。制御ユニット１０は、状態認識テーブルを参照し、判定値に対応するスイッチング素子１６の状態を認識する。制御ユニット１０は、認識された状態を示すダイアグ情報を、搭載先の車両のコントロールユニットに送信する。 The control unit 10 subtracts the reference value from the power transmission coil current value, and obtains the absolute value of the value obtained by the subtraction as a determination value. The control unit 10 recognizes the state of the switching element 16 corresponding to the determination value with reference to the state recognition table. The control unit 10 transmits diagnostic information indicating the recognized state to the control unit of the mounting destination vehicle.
このような基本駆動システムによれば、信号線２３、送電側結合導体２４、受電側結合導体３０、および信号線３１による信号伝送経路３３を用いることなく、制御ユニット１０が、送電コイル２０の電気的状態によってスイッチング素子１６の状態を認識する。信号伝送路３３は、スイッチング素子１６をオンオフ制御する情報を伝送するために用いられる。そのため、スイッチング素子１６の状態をスイッチング素子ドライバ１４から制御ユニット１０に伝送するために信号伝送路３３を用いたのでは、情報の伝送に長時間を要してしまうことがある。基本駆動システムによれば、送電コイル２０の電気的状態によってスイッチング素子１６の状態が迅速に認識される。 According to such a basic drive system, the control unit 10 does not use the signal transmission path 33 by the signal line 23, the power transmission side coupling conductor 24, the power reception side coupling conductor 30, and the signal line 31. The state of the switching element 16 is recognized according to the target state. The signal transmission path 33 is used for transmitting information for controlling on / off of the switching element 16. Therefore, if the signal transmission path 33 is used to transmit the state of the switching element 16 from the switching element driver 14 to the control unit 10, it may take a long time to transmit information. According to the basic drive system, the state of the switching element 16 is quickly recognized by the electrical state of the power transmission coil 20.
さらに、制御ユニット１０および電力供給ユニット１２を送電側基板に実装し、スイッチング素子ドライバ１４およびスイッチング素子１６を受電側基板に実装した場合には、これらの基板の間を配線によって接続しなくてもよい。これによって、送電側基板に実装される電気回路および受電側基板に実装される電気回路との間の配線が単純化される。 Further, when the control unit 10 and the power supply unit 12 are mounted on the power transmission side board and the switching element driver 14 and the switching element 16 are mounted on the power reception side board, these boards need not be connected by wiring. Good. Thereby, the wiring between the electric circuit mounted on the power transmission side substrate and the electric circuit mounted on the power reception side substrate is simplified.
なお、第１抵抗器Ｒ１、第２抵抗器Ｒ２および第３抵抗器Ｒ３は、トランジスタ等によって構成された可変抵抗器に置き換えられてもよい。この可変抵抗器は、正極線２９Ｐと負極線２９Ｎとの間に接続され、この可変抵抗器の抵抗値は、駆動回路３６によって調整される。駆動回路３６は、スイッチング素子１６の各状態に対して、可変抵抗器の抵抗値を対応付けた抵抗値テーブルを記憶している。抵抗値テーブルでは、定常状態に対し、抵抗値として無限大（開放状態）が対応付けられてもよい。また、温度急上昇、温度異常、過電流、および素子故障に対して、それぞれ異なる抵抗値ｒ１、ｒ２、ｒ３、およびｒ４が対応付けられてもよい。 Note that the first resistor R 1 , the second resistor R 2, and the third resistor R 3 may be replaced with a variable resistor configured by a transistor or the like. The variable resistor is connected between the positive electrode line 29P and the negative electrode line 29N, and the resistance value of the variable resistor is adjusted by the drive circuit 36. The drive circuit 36 stores a resistance value table in which the resistance value of the variable resistor is associated with each state of the switching element 16. In the resistance value table, infinite (open state) may be associated with the steady state as the resistance value. Also, different resistance values r 1 , r 2 , r 3 , and r 4 may be associated with rapid temperature rise, temperature abnormality, overcurrent, and element failure, respectively.
この場合制御ユニット１０は、温度急上昇、温度異常、過電流および素子故障のそれぞれの状態に対し、送電コイル電流値についての判定値が取り得る範囲とを対応付けた可変抵抗器用状態認識テーブルを記憶する。このテーブルでは、判定値が取り得る範囲は、各抵抗器ではなく可変抵抗器を用いた場合の範囲とされている。 In this case, the control unit 10 stores a variable resistor state recognition table in which the determination values for the power transmission coil current values are associated with the respective states of rapid temperature rise, temperature abnormality, overcurrent, and element failure. To do. In this table, the range in which the determination value can be taken is a range when a variable resistor is used instead of each resistor.
制御ユニット１０は、送電コイル電流値から基準値を減算して、その減算して得られた値の絶対値を判定値として求める。制御ユニット１０は、可変抵抗器用状態認識テーブルを参照し、判定値に対応するスイッチング素子１６の状態を認識する。制御ユニット１０は、認識された状態を示すダイアグ情報を、搭載先の車両のコントロールユニットに送信する。 The control unit 10 subtracts the reference value from the power transmission coil current value, and obtains the absolute value of the value obtained by the subtraction as a determination value. The control unit 10 refers to the variable resistor state recognition table and recognizes the state of the switching element 16 corresponding to the determination value. The control unit 10 transmits diagnostic information indicating the recognized state to the control unit of the mounting destination vehicle.
（３）コンデンサアレイ型基本駆動システム
図４には、コンデンサアレイ型基本駆動システムが示されている。コンデンサアレイ型基本駆動システムは、図２に示されるスイッチング素子ドライバ１４の抵抗アレイ３４を取り除いて整流回路３２と駆動回路３６とを直結し、受電コンデンサ２８をコンデンサアレイ４２に置き換えたものである。図４では、このようなスイッチング素子ドライバが符号「１５」によって表記されている。図３に示される構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を簡略化する。
(3) Capacitor Array Type Basic Drive System FIG. 4 shows a capacitor array type basic drive system. In the capacitor array type basic drive system, the resistor array 34 of the switching element driver 14 shown in FIG. 2 is removed, the rectifier circuit 32 and the drive circuit 36 are directly connected, and the power receiving capacitor 28 is replaced with the capacitor array 42. In FIG. 4, such a switching element driver is denoted by reference numeral “15”. The same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be simplified.
コンデンサアレイ４２は、受電コイル２６の一端と整流回路３２における一対の入力端子（２７Ｐ，２７Ｎ）の一方（図の上側の入力端子２７Ｐ）との間に接続されている。コンデンサアレイ４２は、基本共振コンデンサＣＦ、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２、第３コンデンサＣ３、第１コンデンサスイッチＷ１、第２コンデンサスイッチＷ２、および第３コンデンサスイッチＷ３を備えている。 The capacitor array 42 is connected between one end of the power receiving coil 26 and one of the pair of input terminals (27P, 27N) in the rectifier circuit 32 (the upper input terminal 27P in the figure). The capacitor array 42 includes a basic resonance capacitor C F , a first capacitor C 1 , a second capacitor C 2 , a third capacitor C 3 , a first capacitor switch W 1 , a second capacitor switch W 2 , and a third capacitor switch W 3. It has.
第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２および第３コンデンサＣ３は、それぞれ、第１コンデンサスイッチＷ１、第２コンデンサスイッチＷ２および第３コンデンサスイッチＷ３に直列に接続されている。コンデンサおよびコンデンサスイッチが直列接続された３つの直列接続ブロックおよび基本共振コンデンサＣＦは並列接続されている。すなわち、各直列接続ブロックは基本共振コンデンサＣＦと共に、受電コイル２６の一端と整流回路３２における上側の入力端子２７Ｐとの間に接続されている。 The first capacitor C 1, the second capacitor C 2 and the third capacitor C 3, respectively, are connected in series with the first capacitor switch W 1, the second capacitor switch W 2 and the third capacitor switch W 3. Three series connection blocks in which a capacitor and a capacitor switch are connected in series and a basic resonance capacitor CF are connected in parallel. That is, each of the series connected blocks with the basic resonant capacitor C F, and is connected between the upper input terminal 27P at one end a rectifier circuit 32 of the power receiving coil 26.
駆動回路３６は、スイッチング素子１６の各状態に対して、第１コンデンサスイッチＷ１、第２コンデンサスイッチＷ２、および第３コンデンサスイッチＷ３のそれぞれの状態を対応付けたコンデンサスイッチ制御テーブルを記憶している。コンデンサスイッチ制御テーブルは、例えば、定常状態に対して、第１コンデンサスイッチＷ１、第２コンデンサスイッチＷ２および第３コンデンサスイッチＷ３をオフにすべき旨のスイッチ情報が対応付けられた情報であってもよい。温度急上昇に対して、第１コンデンサスイッチＷ１をオンにし、第２コンデンサスイッチＷ２および第３コンデンサスイッチＷ３をオフにすべき旨のスイッチ情報が対応付けられた情報であってもよい。温度異常に対して、第２コンデンサスイッチＷ２をオンにし、第１コンデンサスイッチＷ１および第３コンデンサスイッチＷ３をオフにすべき旨のスイッチ情報が対応付けられた情報であってもよい。過電流に対して、第３コンデンサスイッチＷ３をオンにし、第１コンデンサスイッチＷ１および第２コンデンサスイッチＷ２をオフにすべき旨のスイッチ情報が対応付けられた情報であってもよい。素子故障に対して、第１コンデンサスイッチＷ１および第３コンデンサスイッチＷ３をオンにし、第２コンデンサスイッチＷ２をオフにすべき旨のスイッチ情報が対応付けられた情報であってもよい。 The drive circuit 36 stores a capacitor switch control table in which the states of the first capacitor switch W 1 , the second capacitor switch W 2 , and the third capacitor switch W 3 are associated with each state of the switching element 16. is doing. The capacitor switch control table is information in which switch information indicating that the first capacitor switch W 1 , the second capacitor switch W 2, and the third capacitor switch W 3 should be turned off is associated with the steady state, for example. There may be. With temperature spikes, first turn on the capacitor switch W 1, switch information to the effect that the second capacitor switch W 2 and a third off capacitor switch W 3 may be information associated. To temperature anomaly, the second turn on the capacitor switch W 2, switch information of the first capacitor switches W 1 and the third capacitor switch W 3 that should be turned off may be information associated. Against overcurrent, the third capacitor switch W 3 is turned on, the switch information to the effect that the first capacitor switch W 1 and the second off capacitor switch W 2 may be information associated. The element fault, the first capacitor switch W 1 and the third capacitor switch W 3 is turned on, the switch information to the effect that the second off capacitor switch W 2 may be information associated.
コンデンサスイッチ制御テーブルがこのような情報を有するものである場合、第１コンデンサＣ１の容量ｃ１、第２コンデンサＣ２の容量ｃ２、および第３コンデンサＣ３の容量ｃ３の間には、ｃ１＜ｃ２＜ｃ３＜ｃ１＋ｃ３の関係が成立してもよい。例えば、ｃ２＝２・ｃ１、およびｃ３＝４・ｃ１の関係が成立してもよい。 If the capacitor switch control table is to have such information, the capacity c 1 of the first capacitor C 1, the capacitance c 2 of the second capacitor C 2, and a third between the capacitance c 3 of the capacitor C 3 is , C 1 <c 2 <c 3 <c 1 + c 3 may be established. For example, the relationship of c 2 = 2 · c 1 and c 3 = 4 · c 1 may be established.
駆動回路３６は、コンデンサスイッチ制御テーブルを参照し、スイッチング素子１６の状態に対応付けられたスイッチ情報を取得する。そして、スイッチ情報に基づいて第１コンデンサスイッチＷ１、第２コンデンサスイッチＷ２および第３コンデンサスイッチＷ３の状態を設定する。 The drive circuit 36 refers to the capacitor switch control table and acquires switch information associated with the state of the switching element 16. Then, the states of the first capacitor switch W 1 , the second capacitor switch W 2 and the third capacitor switch W 3 are set based on the switch information.
このような処理によれば、各コンデンサスイッチはスイッチング素子の状態に応じてオンまたはオフに設定される。そして、各コンデンサスイッチがオンであるかオフであるかに応じて、受電側の共振回路の共振周波数が異なったものとなり、電力供給ユニット１２からスイッチング素子ドライバ１５に供給される電力が異なったものとなる。そのため、スイッチング素子１６の状態に応じて送電コイル２０の電気的状態も異なったものとなる。 According to such processing, each capacitor switch is set to ON or OFF depending on the state of the switching element. Depending on whether each capacitor switch is on or off, the resonance frequency of the resonance circuit on the power receiving side varies, and the power supplied from the power supply unit 12 to the switching element driver 15 varies. It becomes. Therefore, the electrical state of the power transmission coil 20 varies depending on the state of the switching element 16.
制御ユニット１０は、温度急上昇、温度異常、過電流および素子故障のそれぞれの状態に対し、送電コイル電流値についての判定値が取り得る範囲とを対応付けたコンデンサアレイ用状態認識テーブルを記憶している。このテーブルでは、判定値が取り得る範囲は、抵抗器アレイ３４ではなくコンデンサアレイ４２を用いた場合の範囲とされている。 The control unit 10 stores a capacitor array state recognition table in which the determination values for the power transmission coil current values are associated with the respective states of rapid temperature rise, temperature abnormality, overcurrent, and element failure. Yes. In this table, the range in which the determination value can be taken is the range when the capacitor array 42 is used instead of the resistor array 34.
制御ユニット１０は、送電コイル電流値から基準値を減算して、その減算して得られた値の絶対値を判定値として求める。制御ユニット１０は、コンデンサアレイ用状態認識テーブルを参照し、判定値に対応するスイッチング素子１６の状態を認識する。制御ユニット１０は、認識された状態を示すダイアグ情報を、搭載先の車両のコントロールユニットに送信する。 The control unit 10 subtracts the reference value from the power transmission coil current value, and obtains the absolute value of the value obtained by the subtraction as a determination value. The control unit 10 refers to the capacitor array state recognition table and recognizes the state of the switching element 16 corresponding to the determination value. The control unit 10 transmits diagnostic information indicating the recognized state to the control unit of the mounting destination vehicle.
コンデンサアレイ型基本駆動システムによれば、図２に示された基本駆動システムによって得られる効果と同様の効果が得られる。すなわち、送電コイル２０の電気的状態によってスイッチング素子１６の状態が認識されるため、スイッチング素子１６の状態が迅速に認識される。また、送電側基板に実装される電気回路および受電側基板に実装される電気回路との間の配線が単純化される。 According to the capacitor array type basic drive system, the same effect as that obtained by the basic drive system shown in FIG. 2 can be obtained. That is, since the state of the switching element 16 is recognized by the electrical state of the power transmission coil 20, the state of the switching element 16 is quickly recognized. Moreover, the wiring between the electric circuit mounted on the power transmission side substrate and the electric circuit mounted on the power reception side substrate is simplified.
なお、図４に示されるコンデンサアレイ４２は、図５に示されているように受電コイル２６に並列に接続されてもよい。 The capacitor array 42 shown in FIG. 4 may be connected in parallel to the power receiving coil 26 as shown in FIG.
また、図４に示されるコンデンサアレイ４２は、図６に示されるスイッチングコンデンサ回路４４に置き換えられてもよい。スイッチングコンデンサ回路４４は、基本共振コンデンサＣＦ、スイッチングコンデンサＣＶ、およびオンオフスイッチＳＶを備えている。スイッチングコンデンサＣＶおよびオンオフスイッチＳＶは直列接続されている。スイッチングコンデンサＣＶおよびオンオフスイッチＳＶが直列接続された直列接続ブロックは、基本共振コンデンサＣＦと共に、受電コイル２６の一端と整流回路３２における上側の入力端子２７Ｐとの間に接続されている。 Further, the capacitor array 42 shown in FIG. 4 may be replaced with a switching capacitor circuit 44 shown in FIG. Switching capacitor circuit 44 includes basic resonant capacitor C F, the switching capacitor C V, and the on-off switch S V. Switching capacitor C V and on-off switch S V are connected in series. Switching capacitor C V and on-off switch S V are connected in series the series connection block, with fundamental resonance capacitor C F, and is connected between the upper input terminal 27P at one end a rectifier circuit 32 of the power receiving coil 26.
駆動回路３６は、オンオフスイッチＳＶを所定の周期でオフからオン、オンからオフにスイッチングする。１周期においてオンオフスイッチＳＶがオンになる時間の比率であるデューティ比が大きい程、スイッチングコンデンサＣＶおよびオンオフスイッチＳＶによる直列接続ブロックの容量の時間平均値（オンオフ周期よりも十分長い時間で観測した場合における見かけ上の容量）が大きくなる。 Drive circuit 36 to switch from off to on-off switch S V at a predetermined cycle on and off from on. As the duty ratio is larger on-off switch S V is the ratio of time that is turned on in one period, the time-averaged value of the capacitance of the series connection block according to the switching capacitor C V and on-off switch S V (a sufficiently longer time than OFF cycle The apparent capacity when observed) increases.
駆動回路３６は、スイッチング素子１６の各状態に対して、オンオフスイッチＳＶのデューティ比を対応付けたデューティ比テーブルを記憶している。デューティ比テーブルでは、定常状態に対しデューティ比として０が対応付けられてもよい。また、温度急上昇、温度異常、過電流、および素子故障に対して、それぞれ異なるデューティ比α１、α２、α３、およびα４が対応付けられてもよい。 Drive circuit 36, for each state of the switching device 16, and stores the duty ratio table associating the duty ratio of the on-off switch S V. In the duty ratio table, 0 may be associated with the steady state as the duty ratio. Also, different duty ratios α1, α2, α3, and α4 may be associated with the rapid temperature rise, temperature abnormality, overcurrent, and element failure, respectively.
制御ユニット１０は、温度急上昇、温度異常、過電流および素子故障のそれぞれの状態に対し、送電コイル電流値についての判定値が取り得る範囲とを対応付けたスイッチングコンデンサ用状態認識テーブルを記憶している。このテーブルでは、判定値が取り得る範囲は、コンデンサアレイ４２ではなくスイッチングコンデンサ回路４４を用いた場合の範囲とされている。 The control unit 10 stores a switching capacitor state recognition table in which the determination values for the power transmission coil current values are associated with the respective states of rapid temperature rise, temperature abnormality, overcurrent, and element failure. Yes. In this table, the range in which the determination value can be taken is the range when the switching capacitor circuit 44 is used instead of the capacitor array 42.
制御ユニット１０は、送電コイル電流値から基準値を減算して、その減算して得られた値の絶対値を判定値として求める。制御ユニット１０は、スイッチングコンデンサ用状態認識テーブルを参照し、判定値に対応するスイッチング素子１６の状態を認識する。制御ユニット１０は、認識された状態を示すダイアグ情報を、搭載先の車両のコントロールユニットに送信する。 The control unit 10 subtracts the reference value from the power transmission coil current value, and obtains the absolute value of the value obtained by the subtraction as a determination value. The control unit 10 refers to the switching capacitor state recognition table and recognizes the state of the switching element 16 corresponding to the determination value. The control unit 10 transmits diagnostic information indicating the recognized state to the control unit of the mounting destination vehicle.
スイッチングコンデンサＣＶを用いた基本駆動システムによれば、図２に示された駆動システムによって得られる効果と同様の効果が得られる。すなわち、送電コイル２０の電気的状態によってスイッチング素子１６の状態が認識されるため、スイッチング素子１６の状態が迅速に認識される。また、送電側基板に実装される電気回路および受電側基板に実装される電気回路との間の配線が単純化される。 According to the basic drive system using the switching capacitor CV , the same effect as that obtained by the drive system shown in FIG. 2 can be obtained. That is, since the state of the switching element 16 is recognized by the electrical state of the power transmission coil 20, the state of the switching element 16 is quickly recognized. Moreover, the wiring between the electric circuit mounted on the power transmission side substrate and the electric circuit mounted on the power reception side substrate is simplified.
なお、図６に示されるスイッチングコンデンサ回路４４は、図７に示されているように受電コイル２６に並列に接続されてもよい。 The switching capacitor circuit 44 shown in FIG. 6 may be connected in parallel to the power receiving coil 26 as shown in FIG.
なお、上記では、送電コイル２０の電気的状態を示す物理量としての送電コイル電流値に基づいて、制御ユニット１０がスイッチング素子１６の状態を認識する構成および処理について説明した。送電コイル２０の電気的状態を示す物理量は、送電コイル２０の端子間電圧や、送電コイル２０の端子間インピーダンスであってもよい。送電コイル２０の電気的状態を示す物理量が送電コイル２０の端子間電圧である場合、送電コイル２０の端子間に電圧センサが設けられる。また、状態認識テーブルまたはコンデンサアレイ用状態認識テーブルには、温度急上昇、温度異常、過電流および素子故障のそれぞれの状態に対し、送電コイル端子間電圧と基準値との差の絶対値（判定値）が取り得る範囲を対応付けたものが用いられる。基準値は、例えば、定常状態における送電コイル端子間電圧である。制御ユニット１０は、電圧センサによって検出された送電コイル２０の端子間電圧を用いて状態認識テーブルまたはコンデンサアレイ用状態認識テーブルを参照し、スイッチング素子１６の状態を認識する。 In the above description, the configuration and processing in which the control unit 10 recognizes the state of the switching element 16 based on the power transmission coil current value as a physical quantity indicating the electrical state of the power transmission coil 20 has been described. The physical quantity indicating the electrical state of the power transmission coil 20 may be a voltage between terminals of the power transmission coil 20 or an impedance between terminals of the power transmission coil 20. When the physical quantity indicating the electrical state of the power transmission coil 20 is the voltage between the terminals of the power transmission coil 20, a voltage sensor is provided between the terminals of the power transmission coil 20. Also, in the state recognition table or the capacitor array state recognition table, the absolute value (judgment value) of the difference between the voltage between the power transmission coil terminals and the reference value for each state of rapid temperature rise, temperature abnormality, overcurrent, and element failure. ) Are associated with possible ranges. The reference value is, for example, a voltage between power transmission coil terminals in a steady state. The control unit 10 recognizes the state of the switching element 16 by referring to the state recognition table or the capacitor array state recognition table using the voltage between the terminals of the power transmission coil 20 detected by the voltage sensor.
送電コイル２０の電気的状態を示す物理量が送電コイル２０の端子間インピーダンスである場合、送電側電流センサ２２に加えて、送電コイル２０の端子間に電圧センサが設けられる。また、状態認識テーブルまたはコンデンサアレイ用状態認識テーブルには、温度急上昇、温度異常、過電流および素子故障のそれぞれの状態に対し、送電コイル端子間インピーダンスと基準値との差の絶対値（判定値）が取り得る範囲を対応付けたものが用いられる。基準値は、例えば、定常状態における送電コイル端子間インピーダンスである。制御ユニット１０は、送電側電流センサ２２によって検出された送電コイル電流値および電圧センサによって検出された送電コイル２０の端子間電圧を用いて送電コイル端子間インピーダンスを求める。そして、送電コイル端子間インピーダンスを用いて状態認識テーブルまたはコンデンサアレイ用状態認識テーブルを参照し、スイッチング素子１６の状態を認識する。 When the physical quantity indicating the electrical state of the power transmission coil 20 is the impedance between the terminals of the power transmission coil 20, a voltage sensor is provided between the terminals of the power transmission coil 20 in addition to the power transmission side current sensor 22. Also, in the state recognition table or the capacitor array state recognition table, the absolute value (judgment value) of the difference between the impedance between the power transmission coil terminals and the reference value for each state of rapid temperature rise, temperature abnormality, overcurrent, and element failure. ) Are associated with possible ranges. The reference value is, for example, the impedance between the power transmission coil terminals in a steady state. The control unit 10 obtains the impedance between the power transmission coil terminals using the power transmission coil current value detected by the power transmission side current sensor 22 and the terminal voltage of the power transmission coil 20 detected by the voltage sensor. Then, the state of the switching element 16 is recognized by referring to the state recognition table or the capacitor array state recognition table using the impedance between the power transmission coil terminals.
（４）スイッチングアーム駆動システムの具体的な構成
図８には、スイッチング素子ドライバ１４Ａおよび１４Ｂを用いて、スイッチング素子１６Ａおよび１６Ｂをオンオフ制御するスイッチングアーム駆動システムが示されている。スイッチングアーム駆動システムは、図１に示されているスイッチングアーム駆動システムを具体化したものである。図１および図２に示されている構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。また、図８では、２つのスイッチング素子ドライバ１４Ａおよび１４Ｂに属する同一の構成要素については末尾に「Ａ」または「Ｂ」の符号を付して、いずれの駆動システムに属する構成要素であるかが示されている。
(4) Specific Configuration of Switching Arm Drive System FIG. 8 shows a switching arm drive system that performs on / off control of switching elements 16A and 16B using switching element drivers 14A and 14B. The switching arm drive system embodies the switching arm drive system shown in FIG. The same components as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In FIG. 8, the same constituent elements belonging to the two switching element drivers 14 </ b> A and 14 </ b> B are suffixed with “A” or “B” to indicate which drive system the constituent element belongs to. It is shown.
受電コイル２６Ａおよび受電コイル２６Ｂは、いずれも電力給電システム１２が備える送電コイル２０に磁気的に結合している。駆動回路３６Ａおよび３６Ｂと制御ユニット１０との間には、図１に示されている基本駆動システムと同様、信号伝送経路３３が設けられているが、図８ではその詳細な構成が省略して描かれている。 The power reception coil 26 </ b> A and the power reception coil 26 </ b> B are both magnetically coupled to the power transmission coil 20 included in the power feeding system 12. Like the basic drive system shown in FIG. 1, a signal transmission path 33 is provided between the drive circuits 36A and 36B and the control unit 10, but the detailed configuration is omitted in FIG. It is drawn.
図２に示されている制御ユニット１０および電力供給ユニット１２が実行する処理と同様の処理によって、図８に示されている制御ユニット１０および電力供給ユニット１２は、スイッチング素子ドライバ１４Ａおよび１４Ｂに電力を供給すると共に、スイッチング素子ドライバ１４Ａおよび１４Ｂを制御して、スイッチング素子１６Ａおよび１６Ｂをオンオフ制御する。 The control unit 10 and the power supply unit 12 shown in FIG. 8 transmit power to the switching element drivers 14A and 14B by a process similar to the process executed by the control unit 10 and the power supply unit 12 shown in FIG. And the switching element drivers 14A and 14B are controlled to turn on and off the switching elements 16A and 16B.
また、図８には、整流回路３２Ａおよび３２Ｂの具体的な構成が示されている。各整流回路（３２Ａ，３２Ｂ）は、ダイオードＤ１〜Ｄ４を備えている。ダイオードＤ１のアノードはダイオードＤ２のカソードに接続されている。ダイオードＤ３のアノードはダイオードＤ４のカソードに接続されている。ダイオードＤ１およびＤ２の接続点と、ダイオードＤ３およびＤ４の接続点は、一対の入力端子となっている。ダイオードＤ１およびＤ３のカソードは、抵抗アレイ３４Ａの正極出力端子３７Ｐに接続され、ダイオードＤ２およびＤ４のアノードは、抵抗アレイ３４Ａの負極出力端子３７Ｎに接続されている。抵抗アレイ３４Ａの正極出力端子３７Ｐと負極出力端子３７Ｎとの間には、出力コンデンサＣＲが接続されている。 FIG. 8 shows a specific configuration of the rectifier circuits 32A and 32B. Each rectifier circuit (32A, 32B) is provided with a diode D 1 to D 4. The anode of the diode D1 is connected to the cathode of the diode D 2. The anode of the diode D 3 is connected to the cathode of the diode D 4. A connecting point of the diodes D 1 and D 2, the connection point of the diodes D 3 and D 4 has a pair of input terminals. The cathode of the diode D 1 and D 3 are connected to the positive output terminal 37P of the resistor array 34A, the anode of the diode D 2 and D 4 are connected to the negative output terminal 37N of the resistor array 34A. Between the positive output terminal 37P of the resistor array 34A and the negative output terminal 37N, the output capacitor C R is connected.
スイッチング素子ドライバ１４Ａにおける抵抗アレイ３４Ａは、図２のスイッチング素子ドライバ１４における抵抗アレイ３４と同様の構成を有し、第１抵抗器Ｒ１、第２抵抗器Ｒ２、第３抵抗器Ｒ３、第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２および第３スイッチＳ３を備えている。また、抵抗アレイ３４Ｂは抵抗アレイ３４Ａと同様の構成を有し、抵抗アレイ３４Ａが有する構成要素に対応する構成要素として、第４抵抗器Ｒ４、第５抵抗器Ｒ５、第６抵抗器Ｒ６、第４スイッチＳ４、第５スイッチＳ５および第６スイッチＳ６を備えている。 The resistor array 34A in the switching element driver 14A has the same configuration as the resistor array 34 in the switching element driver 14 of FIG. 2, and includes a first resistor R 1 , a second resistor R 2 , a third resistor R 3 , A first switch S 1 , a second switch S 2 and a third switch S 3 are provided. The resistor array 34B has the same configuration as that of the resistor array 34A, and the fourth resistor R 4 , the fifth resistor R 5 , and the sixth resistor R are components corresponding to the components included in the resistor array 34A. 6 , a fourth switch S 4 , a fifth switch S 5 and a sixth switch S 6 are provided.
各抵抗器の抵抗値には、ｒ１＞ｒ２＞ｒ３＞（１／ｒ１＋１／ｒ３）−１＞ｒ４＞ｒ５＞ｒ６の関係が成立してもよい。例えば、ｒ１＝３２・ｒ６、ｒ２＝１６・ｒ６、ｒ３＝８・ｒ６、ｒ４＝４・ｒ６、およびｒ５＝２・ｒ６の関係が成立してもよい。 The relationship of r 1 > r 2 > r 3 > (1 / r 1 + 1 / r 3 ) −1 > r 4 > r 5 > r 6 may be established in the resistance value of each resistor. For example, the relationship r 1 = 32 · r 6 , r 2 = 16 · r 6 , r 3 = 8 · r 6 , r 4 = 4 · r 6 , and r 5 = 2 · r 6 may be established. .
電力供給ユニット１２における送電側電流センサ２２は送電コイル２０に流れる電流を検出し、電流情報を制御ユニット１０に出力する。制御ユニット１０は以下のそれぞれの状態に対し、送電コイル電流値と基準値との差の絶対値（判定値）が取り得る範囲を対応付けた状態認識テーブルを記憶している。状態認識テーブルにおいて判定値と対応付けられている状態は次の（ｉ）〜（ｉｖ）である。 A power transmission side current sensor 22 in the power supply unit 12 detects a current flowing through the power transmission coil 20 and outputs current information to the control unit 10. The control unit 10 stores a state recognition table in which ranges that can be taken by the absolute value (determination value) of the difference between the power transmission coil current value and the reference value are associated with the following states. The states associated with the determination values in the state recognition table are the following (i) to (iv).
（ｉ）スイッチング素子１６Ａの温度急上昇、温度異常、過電流、および素子故障。（ｉｉ）スイッチング素子１６Ｂの温度急上昇、温度異常、過電流、および素子故障。（ｉｉｉ）上記（ｉ）に列挙された状態のうちいずれかの状態と、上記（ｉｉ）に列挙された状態のうちいずれかの状態とが組み合わされた状態。（ｉｖ）スイッチング素子１６Ａおよび１６Ｂのいずれもが定常状態。 (I) Rapid increase in temperature of the switching element 16A, temperature abnormality, overcurrent, and element failure. (Ii) Rapid rise in temperature of the switching element 16B, temperature abnormality, overcurrent, and element failure. (Iii) A state in which any of the states listed in (i) above is combined with any of the states listed in (ii) above. (Iv) Both switching elements 16A and 16B are in a steady state.
制御ユニット１０は、送電コイル電流値から基準値を減算して、その減算して得られた値の絶対値を判定値として求める。制御ユニット１０は、状態認識テーブルを参照し、判定値に対応するスイッチング素子１６Ａおよび１６Ｂの状態を認識する。制御ユニット１０は、認識された状態を示すダイアグ情報を、搭載先の車両のコントロールユニットに送信する。 The control unit 10 subtracts the reference value from the power transmission coil current value, and obtains the absolute value of the value obtained by the subtraction as a determination value. The control unit 10 refers to the state recognition table and recognizes the states of the switching elements 16A and 16B corresponding to the determination values. The control unit 10 transmits diagnostic information indicating the recognized state to the control unit of the mounting destination vehicle.
（５）コンデンサアレイ型スイッチングアーム駆動システム
図９には、コンデンサアレイ型スイッチングアーム駆動システムの構成が示されている。コンデンサアレイ型スイッチングアーム駆動システムは、図８に示される各スイッチング素子ドライバ（１４Ａ，１４Ｂ）の抵抗アレイ（３４Ａ，３４Ｂ）を取り除いて整流回路（３２Ａ，３２Ｂ）と駆動回路（３６Ａ，３６Ｂ）とを直結し、受電コンデンサ２８をコンデンサアレイ（４２Ａ，４２Ｂ）に置き換えたものである。図９では、このようなスイッチング素子ドライバを符号「１５Ａ」および「１５Ｂ」と表記されている。図８に示される構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を簡略化する。
(5) Capacitor Array Type Switching Arm Drive System FIG. 9 shows the configuration of a capacitor array type switching arm drive system. The capacitor array type switching arm drive system removes the resistor array (34A, 34B) of each switching element driver (14A, 14B) shown in FIG. 8, and the rectifier circuit (32A, 32B) and the drive circuit (36A, 36B) Are directly connected, and the power receiving capacitor 28 is replaced with a capacitor array (42A, 42B). In FIG. 9, such switching element drivers are denoted by reference numerals “15A” and “15B”. The same components as those shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified.
図９には、整流回路（３２Ａ，３２Ｂ）の具体的な構成が示されている。各整流回路３２は、整流スイッチング素子Ｇ１〜Ｇ４を備えている。整流スイッチング素子Ｇ１の一端は整流スイッチング素子Ｇ２の一端に接続されている。整流スイッチング素子Ｇ３の一端は整流スイッチング素子Ｇ４の一端に接続されている。整流スイッチング素子Ｇ１およびＧ２の接続点と、整流スイッチング素子Ｇ３およびＧ４の接続点は、一対の入力端子となっている。整流スイッチング素子Ｇ１およびＧ３の各他端は、駆動回路３６Ａの一対の入力端子のうちの上側の端子に接続され、整流スイッチング素子Ｇ２およびＧ４の各他端は、駆動回路３６Ａの一対の入力端子のうちの下側の端子に接続されている。流スイッチング素子Ｇ１およびＧ３の接続点と、整流スイッチング素子Ｇ２およびＧ４の接続点との間には、出力コンデンサＣＲが接続されている。 FIG. 9 shows a specific configuration of the rectifier circuit (32A, 32B). Each rectifier circuit 32 includes rectifying switching elements G 1 to G 4 . One end of the rectifying switching element G 1 is connected to one end of the rectifying switching element G 2. One end of the rectifying switching element G 3 are connected to one end of the rectifying switching element G 4. A connection point between the rectifying switching elements G 1 and G 2 and a connection point between the rectifying switching elements G 3 and G 4 are a pair of input terminals. The other ends of the rectifying switching element G 1 and G 3 are connected to the upper terminal of the pair of input terminals of the drive circuit 36A, the other ends of the rectifying switching element G 2 and G 4 are the driving circuit 36A It is connected to the lower terminal of the pair of input terminals. An output capacitor CR is connected between the connection point of the current switching elements G 1 and G 3 and the connection point of the rectifying switching elements G 2 and G 4 .
スイッチング素子ドライバ１５Ａにおけるコンデンサアレイ４２Ａは、図４に示されるコンデンサアレイ４２と同様の構成を有し、基本共振コンデンサＣＦ、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２、第３コンデンサＣ３、第１コンデンサスイッチＷ１、第２コンデンサスイッチＷ２および第３コンデンサスイッチＷ３を備えている。また、コンデンサアレイ４２Ｂはコンデンサアレイ４２Ａと同様の構成を有し、コンデンサアレイ４２Ａが有する構成要素に対応する構成要素として、第４コンデンサＣ４、第５コンデンサＣ５、第６コンデンサＣ６、第４コンデンサスイッチＷ４、第５コンデンサスイッチＷ５および第６コンデンサスイッチＷ６を備えている。 The capacitor array 42A in the switching element driver 15A has a configuration similar to that of the capacitor array 42 shown in FIG. 4, and includes a basic resonance capacitor C F , a first capacitor C 1 , a second capacitor C 2 , a third capacitor C 3 , A first capacitor switch W 1 , a second capacitor switch W 2 and a third capacitor switch W 3 are provided. The capacitor array 42B has the same configuration as that of the capacitor array 42A, and the fourth capacitor C 4 , the fifth capacitor C 5 , the sixth capacitor C 6 , A 4-capacitor switch W 4 , a fifth capacitor switch W 5, and a sixth capacitor switch W 6 are provided.
コンデンサＣ１〜Ｃ６の容量ｃ１〜ｃ６には、ｃ１＜ｃ２＜ｃ３＜ｃ１＋ｃ３＜ｃ４＜ｃ５＜ｃ６の関係が成立してもよい。例えば、ｃ２＝２・ｃ１、ｃ３＝４・ｃ１、ｃ４＝８・ｃ１、およびｃ５＝１６・ｃ１の関係が成立してもよい。 The capacitance c 1 to c 6 of the capacitor C 1 -C 6, the relationship of c 1 <c 2 <c 3 <c 1 + c 3 <c 4 <c 5 <c 6 may be satisfied. For example, the relationships c 2 = 2 · c 1 , c 3 = 4 · c 1 , c 4 = 8 · c 1 , and c 5 = 16 · c 1 may be established.
電力供給ユニット１２における送電側電流センサ２２は送電コイル２０に流れる電流を検出し、電流情報を制御ユニット１０に出力する。制御ユニット１０は以下のそれぞれの状態に対し、送電コイル電流値と基準値との差の絶対値（判定値）が取り得る範囲を対応付けたコンデンサアレイ用状態認識テーブルを記憶している。コンデンサアレイ用状態認識テーブルにおいて判定値と対応付けられている状態は次の（ｉ）〜（ｉｖ）である。 A power transmission side current sensor 22 in the power supply unit 12 detects a current flowing through the power transmission coil 20 and outputs current information to the control unit 10. The control unit 10 stores a capacitor array state recognition table in which ranges of possible absolute values (determination values) of differences between the transmission coil current value and the reference value are associated with the following states. The states associated with the determination values in the capacitor array state recognition table are the following (i) to (iv).
（ｉ）スイッチング素子１６Ａの温度急上昇、温度異常、過電流、および素子故障。（ｉｉ）スイッチング素子１６Ｂの温度急上昇、温度異常、過電流、および素子故障。（ｉｉｉ）上記（ｉ）に列挙された状態のうちいずれかの状態と、上記（ｉｉ）に列挙された状態のうちいずれかの状態とが組み合わされた状態。（ｉｖ）スイッチング素子１６Ａおよび１６Ｂのいずれもが定常状態。 (I) Rapid increase in temperature of the switching element 16A, temperature abnormality, overcurrent, and element failure. (Ii) Rapid rise in temperature of the switching element 16B, temperature abnormality, overcurrent, and element failure. (Iii) A state in which any of the states listed in (i) above is combined with any of the states listed in (ii) above. (Iv) Both switching elements 16A and 16B are in a steady state.
制御ユニット１０は、送電コイル電流値から基準値を減算して、その減算して得られた値の絶対値を判定値として求める。制御ユニット１０は、コンデンサアレイ用状態認識テーブルを参照し、判定値に対応するスイッチング素子１６Ａおよび１６Ｂの状態を認識する。制御ユニット１０は、認識された状態を示すダイアグ情報を、搭載先の車両のコントロールユニットに送信する。 The control unit 10 subtracts the reference value from the power transmission coil current value, and obtains the absolute value of the value obtained by the subtraction as a determination value. The control unit 10 refers to the capacitor array state recognition table and recognizes the states of the switching elements 16A and 16B corresponding to the determination values. The control unit 10 transmits diagnostic information indicating the recognized state to the control unit of the mounting destination vehicle.
なお、図８に示されているスイッチング素子ドライバ１４Ａおよび１４Ｂ、または図９に示されているスイッチング素子ドライバ１５Ａおよび１５Ｂを、スイッチング素子１６Ａおよび１６Ｂと共に受電側基板に実装し、パワーカードが構成されてもよい。 The switching element drivers 14A and 14B shown in FIG. 8 or the switching element drivers 15A and 15B shown in FIG. 9 are mounted on the power receiving side substrate together with the switching elements 16A and 16B to constitute a power card. May be.
（５）総括
上述のスイッチング素子ドライバ（１４，１５）およびスイッチング素子１６は、非接触給電によって電力供給ユニット１２から電力を取得する非接触受電装置として動作し、次のような構成要素を備える。すなわち、電力供給ユニット１２から非接触給電によって電力を取得する受電コイル２６と、受電コイル２６で取得された電力が供給される電気回路と、受電コイル２６と電気回路との間の電力伝送経路に設けられ、回路特性が可変である可変特性回路と、電気回路についての回路状態を判定する回路状態判定部と、回路状態判定部によって判定された回路状態に応じて回路特性を設定する制御部と、を備える。
(5) Summary The switching element drivers (14, 15) and the switching element 16 described above operate as a non-contact power receiving apparatus that acquires power from the power supply unit 12 by non-contact power feeding, and include the following components. That is, a power receiving coil 26 that acquires power from the power supply unit 12 by non-contact power feeding, an electric circuit to which the power acquired by the power receiving coil 26 is supplied, and a power transmission path between the power receiving coil 26 and the electric circuit. A variable characteristic circuit provided with variable circuit characteristics, a circuit state determination unit that determines a circuit state of the electric circuit, and a control unit that sets the circuit characteristics according to the circuit state determined by the circuit state determination unit; .
上述の実施形態において、電気回路はスイッチング素子１６によって構成される。可変特性回路は、上述の抵抗アレイ３４、抵抗アレイ３４に含まれる各抵抗器の代わりとされる可変抵抗器、コンデンサアレイ４２、またはスイッチングコンデンサ回路４４である。回路状態には、スイッチング素子１６についての定常状態、温度急上昇、温度異常、過電流、素子故障等がある。回路状態判定部および制御部は、駆動回路３６の内部に構成される。駆動回路３６は、プログラムを実行するプロセッサを備えてもよい。この場合、プロセッサは、プログラムの実行によって回路状態判定部および制御部を実現する。回路状態判定部および制御部は、ハードウエアとしてのディジタル回路によって個別に構成されてもよい。 In the above-described embodiment, the electric circuit is configured by the switching element 16. The variable characteristic circuit is the above-described resistor array 34, a variable resistor used in place of each resistor included in the resistor array 34, a capacitor array 42, or a switching capacitor circuit 44. The circuit state includes a steady state for the switching element 16, a rapid temperature rise, a temperature abnormality, an overcurrent, an element failure, and the like. The circuit state determination unit and the control unit are configured inside the drive circuit 36. The drive circuit 36 may include a processor that executes a program. In this case, the processor realizes a circuit state determination unit and a control unit by executing a program. The circuit state determination unit and the control unit may be individually configured by a digital circuit as hardware.
また、回路状態判定部は、電気回路に含まれる電子部品に異常があるか否かを判定すると共に、異常の種類を特定し、制御部は、異常の種類に応じて予め定められた特性に回路特性を設定してもよい。上述の実施形態において電子部品はスイッチング素子１６であり、スイッチング素子１６の異常としては、温度急上昇、温度異常、過電流、素子故障等がある。 The circuit state determination unit determines whether there is an abnormality in the electronic component included in the electric circuit, specifies the type of abnormality, and the control unit has a predetermined characteristic according to the type of abnormality. Circuit characteristics may be set. In the above-described embodiment, the electronic component is the switching element 16, and abnormalities in the switching element 16 include rapid temperature rise, temperature abnormality, overcurrent, element failure, and the like.
また、可変特性回路は、複数の回路素子と、各回路素子の接続状態を変更するスイッチ回路と、を備えてもよい。可変特性回路としての抵抗アレイ３４は、複数の回路素子として複数の抵抗器Ｒ１〜Ｒ３を含み、スイッチ回路として各抵抗器に直列接続されたスイッチＳ１〜Ｓ３を含む。可変特性回路としてのコンデンサアレイ４２は、複数の回路素子として複数のコンデンサＣ１〜Ｃ３を含み、スイッチ回路として各コンデンサに直列接続されたコンデンサスイッチＷ１〜Ｗ３を含む。 The variable characteristic circuit may include a plurality of circuit elements and a switch circuit that changes a connection state of each circuit element. The resistor array 34 as a variable characteristic circuit includes a plurality of resistors R 1 to R 3 as a plurality of circuit elements, and includes switches S 1 to S 3 connected in series to the resistors as a switch circuit. The capacitor array 42 as a variable characteristic circuit includes a plurality of capacitors C 1 to C 3 as a plurality of circuit elements, and includes capacitor switches W 1 to W 3 connected in series to the respective capacitors as a switch circuit.
上述のように制御ユニット１０および電力供給ユニット１２は、非接触給電によってスイッチング素子ドライバ１４に電力を供給する非接触送電装置として動作し、次のような構成要素を備える。すなわち、スイッチング素子ドライバ１４およびスイッチング素子１６によって構成される受電装置に非接触給電によって電力を供給する送電コイル２０と、送電コイル２０の電気的状態を検出する電気的状態検出部と、電気的状態に応じて、受電装置の状態を認識する認識部と、を備える。 As described above, the control unit 10 and the power supply unit 12 operate as a contactless power transmission device that supplies power to the switching element driver 14 by contactless power feeding, and include the following components. That is, a power transmission coil 20 that supplies electric power to the power receiving device configured by the switching element driver 14 and the switching element 16 by non-contact power feeding, an electrical state detection unit that detects an electrical state of the power transmission coil 20, and an electrical state And a recognition unit for recognizing the state of the power receiving device.
上述の実施形態において、送電コイル２０の電気的状態を示す物理量には、例えば、送電コイル２０の端子間電圧、送電コイル２０に流れる電流、送電コイル２０の端子間のインピーダンス等がある。送電コイル２０の電気的状態を示す物理量が送電コイル２０に流れる電流である場合、電気的状態検出部は送電側電流センサ２２および制御ユニット１０である。送電コイル２０の電気的状態を示す物理量が送電コイル２０の端子間電圧である場合、電気的状態検出部は、送電コイル２０の端子間に設けられる電圧センサおよび制御ユニット１０である。送電コイル２０の電気的状態を示す物理量が送電コイル２０の端子間のインピーダンスである場合、電気的状態検出部は、送電側電流センサ２２、電圧センサおよび制御ユニット１０である。認識部は、制御ユニット１０の内部に構成される。 In the above-described embodiment, the physical quantity indicating the electrical state of the power transmission coil 20 includes, for example, the voltage between the terminals of the power transmission coil 20, the current flowing through the power transmission coil 20, the impedance between the terminals of the power transmission coil 20, and the like. When the physical quantity indicating the electrical state of the power transmission coil 20 is a current flowing through the power transmission coil 20, the electrical state detection unit is the power transmission side current sensor 22 and the control unit 10. When the physical quantity indicating the electrical state of the power transmission coil 20 is the voltage between the terminals of the power transmission coil 20, the electrical state detection unit is a voltage sensor and the control unit 10 provided between the terminals of the power transmission coil 20. When the physical quantity indicating the electrical state of the power transmission coil 20 is the impedance between the terminals of the power transmission coil 20, the electrical state detection unit is the power transmission side current sensor 22, the voltage sensor, and the control unit 10. The recognition unit is configured inside the control unit 10.
また、受電装置は複数の電子部品としてスイッチング素子１６を含んでもよい。認識部は、送電コイル２０の電気的状態に応じて、複数のスイッチング素子１６のうち異常があるものを特定する特定部を含んでもよい。 Further, the power receiving apparatus may include the switching element 16 as a plurality of electronic components. The recognition unit may include a specifying unit that specifies an abnormality among the plurality of switching elements 16 according to the electrical state of the power transmission coil 20.
また、特定部は、送電コイル２０の電気的状態に応じて、複数のスイッチング素子１６のうち異常があるものを特定すると共に、送電コイル２０の電気的状態に応じて、異常の種類を特定してもよい。 The specifying unit specifies an abnormality among the plurality of switching elements 16 according to the electrical state of the power transmission coil 20 and specifies the type of abnormality according to the electrical state of the power transmission coil 20. May be.
また、認識部は、送電コイル２０の電気的状態に応じて、受電装置に含まれる電子部品が異常であることを認識すると共に、送電コイル２０の電気的状態に応じて異常の種類を特定する特定部を含んでもよい。 The recognizing unit recognizes that the electronic component included in the power receiving device is abnormal according to the electrical state of the power transmission coil 20 and specifies the type of abnormality according to the electrical state of the power transmission coil 20. A specific part may be included.
制御ユニット１０は、プログラムを実行するプロセッサを備えてもよい。この場合、プロセッサは、プログラムの実行によって認識部および特定部を実現する。認識部および特定部は、ハードウエアとしてのディジタル回路によって個別に構成されてもよい。 The control unit 10 may include a processor that executes a program. In this case, the processor realizes the recognition unit and the specifying unit by executing the program. The recognition unit and the identification unit may be individually configured by a digital circuit as hardware.
なお、上述の各実施形態では、送電コイル２０が構成する共振回路と、各スイッチング素子ドライバ１４において受電コイル２６が構成する共振回路との結合共振によって、電力供給ユニット１２から各スイッチング素子ドライバ１４に電力が供給される。このような構成の他、送電コイル２０と受電コイル２６との電磁誘導結合によって、電力供給ユニット１２から各スイッチング素子ドライバ１４に電力が供給される構成が用いられてもよい。 In each of the embodiments described above, the power supply unit 12 changes to each switching element driver 14 by coupling resonance between the resonance circuit formed by the power transmission coil 20 and the resonance circuit formed by the power receiving coil 26 in each switching element driver 14. Power is supplied. In addition to such a configuration, a configuration in which power is supplied from the power supply unit 12 to each switching element driver 14 by electromagnetic inductive coupling between the power transmission coil 20 and the power reception coil 26 may be used.
１０ 制御ユニット、１２ 電力供給ユニット、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１５，１５Ａ，１５Ｂ スイッチング素子ドライバ、１６，１６Ａ，１６Ｂ スイッチング素子、１８ 電力供給回路、２０ 送電コイル、２２ 送電側電流センサ、２３，３１ 信号線、２４ 送電側結合導体、２６ 受電コイル、２８ 受電コンデンサ、２９Ｐ 正極線、２９Ｎ 負極線、３０ 受電側結合導体、３２，３２Ａ，３２Ｂ 整流回路、３３ 信号伝送経路、３４，３４Ａ，３４Ｂ 抵抗アレイ、３５Ｐ 正極入力端子、３５Ｎ 負極入力端子、３６，３６Ａ，３６Ｂ 駆動回路、３７Ｐ 正極出力端子、３７Ｎ 負極出力端子、３８ スイッチング素子電流センサ、４０ 温度センサ、４２，４２Ａ，４２Ｂ コンデンサアレイ、４４ スイッチングコンデンサ回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control unit, 12 Power supply unit, 14, 14A, 14B, 15, 15A, 15B Switching element driver, 16, 16A, 16B Switching element, 18 Power supply circuit, 20 Power transmission coil, 22 Power transmission side current sensor, 23, 31 Signal line, 24 Power transmission side coupling conductor, 26 Power receiving coil, 28 Power receiving capacitor, 29P Positive line, 29N Negative line, 30 Power receiving side coupling conductor, 32, 32A, 32B Rectifier circuit, 33 Signal transmission path, 34, 34A, 34B Resistance Array, 35P positive input terminal, 35N negative input terminal, 36, 36A, 36B drive circuit, 37P positive output terminal, 37N negative output terminal, 38 switching element current sensor, 40 temperature sensor, 42, 42A, 42B capacitor array, 44 switching Capacitor circuit.
Claims (8)
前記受電コイルで取得された電力が供給される電気回路と、
前記受電コイルと前記電気回路との間の電力伝送経路に設けられ、回路特性が可変である可変特性回路と、
前記電気回路についての回路状態を判定する回路状態判定部と、
前記回路状態判定部によって判定された回路状態に応じて前記回路特性を設定する制御部と、
を備えることを特徴とする非接触受電装置。 A power receiving coil for obtaining power from the power supply unit by non-contact power feeding;
An electric circuit to which the power acquired by the power receiving coil is supplied;
A variable characteristic circuit that is provided in a power transmission path between the power receiving coil and the electric circuit, and whose circuit characteristics are variable;
A circuit state determination unit for determining a circuit state of the electric circuit;
A control unit that sets the circuit characteristics according to the circuit state determined by the circuit state determination unit;
A non-contact power receiving apparatus comprising:
前記回路状態判定部は、前記電気回路に含まれる電子部品に異常があるか否かを判定すると共に、異常の種類を特定し、
前記制御部は、異常の種類に応じて予め定められた特性に前記回路特性を設定する、ことを特徴とする非接触受電装置。 The contactless power receiving device according to claim 1,
The circuit state determination unit determines whether or not there is an abnormality in an electronic component included in the electric circuit, and specifies the type of abnormality,
The non-contact power receiving apparatus, wherein the control unit sets the circuit characteristic to a predetermined characteristic according to a type of abnormality.
前記可変特性回路は、
複数の回路素子と、
各前記回路素子の接続状態を変更するスイッチ回路と、を備えることを特徴とする非接触受電装置。 The contactless power receiving device according to claim 2,
The variable characteristic circuit is:
A plurality of circuit elements;
And a switch circuit that changes a connection state of each of the circuit elements.
前記送電コイルの電気的状態を検出する電気的状態検出部と、
前記電気的状態に応じて、前記受電装置の状態を認識する認識部と、を備えることを特徴とする非接触給電装置。 A power transmission coil for supplying power to the power receiving device by non-contact power feeding;
An electrical state detector for detecting an electrical state of the power transmission coil;
A non-contact power feeding device comprising: a recognition unit that recognizes a state of the power receiving device according to the electrical state.
前記受電装置は複数の電子部品を含み、
前記認識部は、
前記電気的状態に応じて、複数の前記電子部品のうち異常があるものを特定する特定部を含むことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder of Claim 4,
The power receiving device includes a plurality of electronic components,
The recognition unit
A non-contact power feeding apparatus comprising: a specifying unit that specifies an abnormality among the plurality of electronic components according to the electrical state.
前記特定部は、
前記電気的状態に応じて、複数の前記電子部品のうち異常があるものを特定すると共に、前記電気的状態に応じて、異常の種類を特定することを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder of Claim 5,
The specific part is:
A non-contact power feeding apparatus that identifies an abnormality among the plurality of electronic components according to the electrical state, and identifies a type of abnormality according to the electrical state.
前記認識部は、
前記電気的状態に応じて、前記受電装置に含まれる電子部品が異常であることを認識すると共に、前記電気的状態に応じて異常の種類を特定する特定部を含むことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder of Claim 4,
The recognition unit
Recognizing that an electronic component included in the power receiving device is abnormal according to the electrical state, and including a specifying unit that identifies a type of abnormality according to the electrical state Power supply device.
前記電気的状態は、
前記送電コイルに流れる電流または前記送電コイルの端子間電圧であることを特徴とする非接触給電装置。
In the non-contact electric power feeder of any one of Claims 4-7,
The electrical state is
A non-contact power feeding device, wherein the current is a current flowing through the power transmission coil or a voltage between terminals of the power transmission coil.
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